一种建筑用海砂砂浆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种建筑用海砂砂浆及其制备方法。本发明专利技术用海砂、水泥、水和自制外加剂按配方量混合搅拌制得建筑用海砂砂浆；其中自制外加剂借助环氧氯丙烷，将硫脲酰胺接枝于壳聚糖，制得改性壳聚糖，接着在过硫酸铵的催化作用下，改性壳聚糖与乙烯基磺酸钠盐反应制得产物；本发明专利技术制备的建筑用海砂砂浆代替传统砂浆工业中使用多种添加剂的海砂砂浆，实现在海砂砂浆中仅使用一种添加剂便可同时达到缓蚀、减水、抗菌等多重效果，还可减少使用淡化海砂，节约人力、时间成本。时间成本。

【技术实现步骤摘要】
一种建筑用海砂砂浆及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，具体为一种海砂砂浆及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着海洋工程和沿海工程建设的快速发展，远离陆地的岛礁和沿海工程建设也越来越多。以水泥为主要胶凝材料的混凝土凭其原材料来源丰富、制备工艺简单、生产成本低、力学性能稳定等一系列优点，已发展成为用量最多、使用范围最广的建筑材料，也是目前海工建设的主要建筑材料。然而随着重大工程建设、高层大跨、有特殊功能要求的重要建筑结构不断出现，对混凝土结构的力学性能和耐久性的要求也越来越高，所以实现混凝土材料的更高强度以及更好的耐久性，是海洋工程稳步发展的重大需求。
[0003]海砂作为建筑用砂存在两面性：一方面用海砂取代或部分取代河砂，可以缓解河砂缺乏现象，“变废为宝”；另一方面，海砂中含盐，对钢筋混凝土有破坏作用。氯盐对钢筋的腐蚀是制约海砂、珊瑚作为骨料推广应用的主要原因，海工混凝土及其制品的优劣，主要是由于氯离子扩散渗透，造成钢筋锈蚀、劣化、失效的结果。钢筋混凝土结构如果必须使用海砂时，首先要严格进行除盐处理，使其氯离子含量低于0.02％才能使用。但是，由于未经处理的海砂的价格仅为河砂的1/3～1/4，而按照规定对氯离子含量超标的海砂进行淡化处理不仅费时费力，而且会导致成本大幅提高，因此，研发一种新型外加剂，能在钢筋表面形成保护膜，阻止氯离子、水分和氧气侵蚀，这将对海砂砂浆的发展具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种建筑用海砂砂浆及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种建筑用海砂砂浆，按重量份数计，主要包括1～3份自制外加剂，100～120份海砂，90～105份水泥和45～60份水。
[0006]进一步的，所述自制外加剂将乙烯基磺酸钠盐接枝于改性壳聚糖上制得。
[0007]进一步的，所述改性壳聚糖是借助环氧氯丙烷将硫脲酰胺接枝在壳聚糖上制得。
[0008]进一步的，所述海砂细度模数为1.4～1.6，颗粒直径小于4mm，含泥量小于4％，贝壳含量小于7％。
[0009]进一步的，所述水泥为硅酸盐水泥，硫铝酸盐水泥，磷酸盐水泥或火山灰水泥的一种或几种混合。
[0010]进一步的，所述建筑用海砂砂浆包括以下重量份数的原料组分：2份自制外加剂，115份海砂，90份水泥和50份水。
[0011]进一步的，一种建筑用海砂砂浆的制备方法，主要包括以下制备步骤：
[0012](1)将油酸和亚硫酰氯按质量比2.37:1置于四口烧瓶中，加热升温至70℃，保温1h后，继续升温至110℃，反应1h得到油酰氯；
[0013](2)将油酰氯质量0.25倍的硫脲加入步骤(1)所得油酰氯中，加热升温至120℃，保
温2h，制得硫脲酰胺；
[0014](3)将壳聚糖溶于壳聚糖质量62.5倍蒸馏水中，得壳聚糖溶液；将壳聚糖质量2.36倍的环氧氯丙烷溶于壳聚糖质量49.03倍的丙酮中，得环氧氯丙烷溶液；将环氧氯丙烷溶液加入壳聚糖溶液中，将壳聚糖溶液与环氧氯丙烷按质量比1.26:1混合，在30℃、450r/min的条件下，搅拌反应2～3h后，加热升至60℃，加入壳聚糖质量2.85倍的步骤(2)所得的硫脲酰胺，反应45～60min后，用旋蒸仪旋蒸10～13min，得浓缩液；在浓缩液中加入壳聚糖质量3倍的无水乙醇，静置1h后，在1.6kPa下减压抽滤，用无水乙醇洗涤7～8次后，室温干燥3～5h，制得改性壳聚糖；
[0015](4)将步骤(3)所得改性壳聚糖、改性壳聚糖质量1.5倍的去离子水置于三口烧瓶中，在40℃水浴中，以200r/min的速度搅拌30min后，以2～3mL/min的速度滴加改性壳聚糖质量0.1倍的质量分数为70％的硫酸溶液，并用相同速度搅拌8h，再用质量分数为10％的氢氧化钠溶液调节pH为6～7，然后进行抽滤，抽滤后用去离子水洗涤9～10次，置于45℃烘箱中烘干，制得酸性改性壳聚糖；
[0016](5)将步骤(4)所得酸性改性壳聚糖、改性壳聚糖质量4.5倍的去离子水置于三口烧瓶中，在90℃、200r/min的条件下搅拌糊化30min后，加热升温至70℃，以1mL/min的速度滴加改性壳聚糖质量0.017倍的过硫酸铵，相同搅拌速度搅拌15min后，加入改性壳聚糖质量0.1倍的乙烯基磺酸钠盐，控制在30min内加完，静置80～140min后，以2～3mL/min的速度滴加改性壳聚糖质量0.033倍的过硫酸铵，反应30～40min后，置于45℃烘箱干燥24h，取出研磨过100目筛得自制外加剂；
[0017](6)在常温下加入配方量的海砂、水泥于水泥搅拌机中搅拌，搅拌速率为23r/min，然后在上述搅拌机中加入配方量的步骤(5)所得自制外加剂和水，继续按相同搅拌速率搅拌10～12min，制得建筑用海砂砂浆。
[0018]进一步的，步骤(3)所述壳聚糖为降解壳聚糖，脱乙酰度为90％，分子量为1200。
[0019]进一步的，步骤(3)所述旋转蒸发仪使用清水为加热介质和冷却介质，旋转速度为200～250r/min，加热温度为60～80℃。
[0020]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0021]本专利技术采用自制外加剂，海砂，水泥，水制得建筑用海砂砂浆，其中，自制外加剂采用一种添加剂同时实现阻锈、减水、抗菌的功能，制得一种缓蚀、抗菌的海沙砂浆。
[0022]首先，自制外加剂由改性壳聚糖、乙烯基磺酸钠盐制得；改性壳聚糖是通过环氧氯丙烷的环氧基先和壳聚糖的氨基进行开环聚合反应，再将硫脲酰胺的氨基与氯离子反应，将硫脲酰胺接枝于壳聚糖分子中，提高了改性壳聚糖的水溶性；改性壳聚糖分子中碳硫双键、内酯环，不但提高海砂的疏水性，而且双键、内酯环中的π键，能向钢筋金属表面空的d轨道提供电子形成配位键，从而吸附于钢筋表面，形成均匀、致密的保护膜，阻碍海砂内部氯离子的侵蚀，并且改性壳聚糖分子链上的羟基能与钢筋腐蚀溶解出的铁离子形成不溶性络合物覆盖在钢筋表面，阻滞钢筋的进一步溶解；改性壳聚糖含有胺基、巯基等硬碱和软碱基团，能与钢筋表面的钝化层中的硬酸和软酸反应，牢固地吸附于钢筋表面的钝化膜上形成保护膜，阻止海砂中的氯离子、水分和空气中的氧气扩散进入钢筋表面，延缓钢筋腐蚀。
[0023]其次，改性壳聚糖的羟基、硫脲酰胺中的羰基与乙烯基磺酸钠盐的磺酸基反应，将乙烯基磺酸钠盐接枝于改性壳聚糖分子链中；烷基磺酸盐的引入，能与菌体生长所需的金
属离子螯合，从而抑制菌体生长，提高海砂砂浆的抗菌性；自制外加剂分子链上的磺酸基、羟基、氨基等强亲水基团能与极性的水分子缔合，在砂浆颗粒的表面形成一层溶剂化膜，起到润滑作用，阻止砂浆相互聚集，起到减水作用；磺酸根负离子与砂浆中钙离子结合形成不溶性盐，在砂浆微孔内侧沉积成膜，阻止外部水分进入砂浆内部，提高砂浆的使用寿命。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种建筑用海砂砂浆，其特征在于，按重量份数计，主要包括1～3份自制外加剂，100～120份海砂，90～105份水泥和45～60份水。2.根据权利要求1所述的一种建筑用海砂砂浆，其特征在于，所述自制外加剂将乙烯基磺酸钠盐接枝于改性壳聚糖上制得。3.根据权利要求2所述的一种建筑用海砂砂浆，其特征在于，所述改性壳聚糖是借助环氧氯丙烷将硫脲酰胺接枝在壳聚糖上制得。4.根据权利要求3所述的一种建筑用海砂砂浆，其特征在于，所述海砂细度模数为1.4～1.6，颗粒直径小于4mm，含泥量小于4％，贝壳含量小于7％。5.根据权利要求4所述的一种建筑用海砂砂浆，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥，硫铝酸盐水泥，磷酸盐水泥或火山灰水泥的一种或几种混合。6.根据权利要求5所述的一种建筑用海砂砂浆，其特征在于，所述建筑用海砂砂浆包括以下重量份数的原料组分：2份自制外加剂，115份海砂，90份水泥和50份水。7.一种建筑用海砂砂浆的制备方法，其特征在于，主要包括以下制备步骤：(1)将油酸和亚硫酰氯按质量比2.37:1置于四口烧瓶中，加热升温至70℃，保温1h后，继续升温至110℃，反应1h得到油酰氯；(2)将油酰氯质量0.25倍的硫脲加入步骤(1)所得油酰氯中，加热升温至120℃，保温2h，制得硫脲酰胺；(3)将壳聚糖溶于壳聚糖质量62.5倍蒸馏水中，得壳聚糖溶液；将壳聚糖质量2.36倍的环氧氯丙烷溶于壳聚糖质量49.03倍的丙酮中，得环氧氯丙烷溶液；将环氧氯丙烷溶液加入壳聚糖溶液中，将壳聚糖溶液与环氧氯丙烷按质量比1.26:1混合，在30℃、450r/min的条件下，搅拌反应2～3h后，加热升至60℃，加入壳聚糖质量2.85倍的步骤(2)所得的硫脲酰胺，反应45～60min后，用旋蒸仪旋蒸10～13min，得浓缩液；在浓缩液中加入壳聚糖质量3...

【专利技术属性】
技术研发人员：李观，
申请(专利权)人：海南省固废静脉产业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：